通过交流电供电的加热元件和热量产生器制造技术

通过交流电供电的加热元件(1)，以及包括所述加热元件和控制电子器件(9)的热量产生器(43)。所述加热元件具有：中空主体外壳(3)，所述外壳是封闭的或具有一个或多个开口；以及至少两个电极(5)，所述电极借助于绝缘元件(4)而与所述外壳绝缘且彼此绝缘。所述控制电子器件包括AC市电电源单元(10)、中央单元(11)以及强电开关单元(12)。所述强电开关单元的输出端(15)连接到所述加热元件。所述电极具有多边形或三维曲线横截面，且所述电极的纵轴(8)或母线各自形成指数曲线。至多1000V振幅、1000到60000Hz的经占空因数调制AC电压连接到所述电极。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过交流电供电的加热元件，所述加热元件可适用于加热包围所述加热元件的外部介质。所述加热元件具有：外壳，其形成为打开或封闭的中空主体；以及至少两个电极，所述电极借助于绝缘元件与外壳绝缘且彼此绝缘。本专利技术还涉及一种通过交流电供电的热量产生器，所述热量产生器包括控制电子器件和加热元件，所述加热元件与热传递介质接触。所述控制电子器件包括交流电市电电源单元、中央单元以及强电开关单元。市电电源单元的功率输出端连接到强电开关单元。市电电源单元的频率输出端连接到中央单元。强电开关单元的输出端连接到加热元件。
技术介绍
专利申请案EP0690660描述一种用于加热流动的离子流体的方法和设备。所述设备由细长外壳构成，液体在所述外壳中流通。在外壳的入口和出口处布置两个相同的电极。在所述电极之间产生电场。在加热期间，液体在电极之间流动。在其中心处，外壳收缩成窄管，针对所希望的流速计算出所述窄管的横截面。在电极中，布置穿孔圆盘，其中孔的数目和大小取决于流的粘度和速度。电极之间的电流密度至多为40mA/cm2。在此解决方案中，通过在流动物质中的两个电极直接地加热液体。这意味着，需要连续的液体流以用于操作系统，所述液体流当然地可以是经加热液体自身的流。经加热介质与包围电极的介质相同，因此，热传递介质的类型受到限制。专利申请案US4072847涉及一种电热元件，其包括包含密封管状结构的密封玻璃管，所述密封玻璃管通过金属管和塑料管形成，所述金属管包含与所述金属管绝缘的电热元件，所述塑料管密封到金属管的一端且包含用于加热元件的恒温器。专利申请案US2002096511描述一种用于电热设备的温度控制设备，所述温度控制设备可以将温度保持在大体上常数以节省能量。所述设备包括连接在AC电源和加热设备之间的继电器，以及用于开关继电器的中央单元。继电器连续输出从AC电源馈送的输入AC电压，或替代地通过从输入AC电压的波形截取一个周期的波形来间歇地输出输入AC电压。电热设备的温度控制通过经由调整波形的时间间隔而控制将供应到电热设备的输入AC电压的表观频率来实现。此解决方案可以被认为是能量节约的，因为它保持加热环境的温度恒定，也就是说，在特定时间处减少或终止热效应。输出通过改变占空因数来控制。通过这样做，所采用的电功率得到控制，因此按比例改变热效应。必须注意，在此解决方案中，控制占空因数而非频率。此文件适合于直接地控制输出。然而，本专利技术处理调谐或维持在特殊环境中施加的谐振频率。专利申请案RU2189541描述一种电离技术。此处使用同轴地安装的相电极和零电极。传导随流动介质的电阻的变化而进行且使用通过电流产生的热量。基本想法类似于电阻加热器的基本想法。本专利技术由于指数曲线成形而与此解决方案不同。另外，在本发明的情况下，利用在带电离子之间的高效碰撞和摩擦，这弱化电阻效果且引起密集的热量产生。本专利技术可以低成本实现，因为不需要专门的材料。专利申请案EP0207329教示一种用于将电能转换成热能的方法和装置。此处的基本要素是具有外壳的装置，所述外壳在外部耐压力和液体且具有介电内部，所述介电内部由高纯度金属和蒸馏水或变压器油的混合物构成。至少一个电极借助于绝缘管道进入到外壳的内部中。如果使用两个杆电极，那么这些杆电极连接到具有控制装置的电流源。如果使用一个电极，那么此电极和随后由导电材料构成为另一个电极的外壳连接到具有控制装置的电流源。控制装置控制电流源，使得在初始操作阶段中所述电介质被激励成以谐振频率振动，且使得随后仅供应维持电介质的谐振振动状态所需要的能量。激励和能量供应可以借助于DC或AC提供，优选地高频非正弦AC。此解决方案与本专利技术完全不同。此解决方案使用高频，且所述设备以封闭空间中的电介质的频率操作而非以所述空腔的谐振频率操作。根据相关文件，在外壳内使用两个电极或所述电极中的一个可以是外壳本身。在两个电极之间的介电流体的谐振频率是决定因素。此流体包括含高纯度金属的蒸馏水或可以是变压器油。此流体是仅部分介电的，因为它还包含离子。在本专利技术的解决方案中，外壳的内部空间，也就是说，谐振器空腔的谐振频率而非填充所述空腔的介电流体的谐振频率是决定因素。这意味着，外壳主要用作谐振器空腔，且外壳自身或外壳内的材料并不重要。另一显著差异是本专利技术使用基本上较低频率。专利申请案US2009/0263113描述一种用于加热包含分子或分子簇等的偶极粒子的流体的方法，由此流体经受热量产生器中的电场，使得流体的粒子根据其电荷而定向。所述粒子另外经受电压脉冲，使得粒子的短程序被毁坏，且流体的粒子可以借助于电压脉冲在谐振振动中移动。以此方式产生热能。上述方法和本专利技术之间的唯一相似性是流体的粒子带电且其电荷可以在外部改变。然而，在本专利技术的解决方案中，改变的量度不取决于所施加的能量。根据本专利技术，在谐振空间中，用专门的电极布置调制且连续增加已带电的颗粒的运动的振幅。其结果是，经调制粒子沿着长得多的路径行进。以此方式，所需要且使用的能量的量相当地少。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新颖的产热设备，其操作是基于在以前较少应用的所有物理定律，从而产生大大增加的加热效率，且所述产热设备可以用于家庭中以及工业设施中的加热器。另一目的是提供一种产热设备，其操作可以容易地控制。已经认识到离子在给定介质中的运动产生大量的热量。还已经认识到，当在含离子的介质中的离子在至少部分封闭的空间中以所述空间的谐振频率特性被激励时，在运动中的离子组的调幅期间产生驻波。其结果是，在离子之间引起高效碰撞，从而导致有效热量产生。为此，需要将具有交替的极性的恰当地形成的振荡器内置在给定空间中。这需要适当高效的振荡器电子器件和控制器。通过使用电子器件来监视和调整调制频率，可以进一步增强效率，因为用于到达相同的温度所需的能量大大减少。此类型的热量产生所需的能量需求与电力驱动但电阻的热量产生器完全不同。在一个方面中，本专利技术是通过交流电供电的加热元件，其可适用于加热包围所述加热元件的外部介质。加热元件具有：中空主体外壳，所述中空主体外壳是空腔谐振器且是封闭的或具有一个或多个开口；以及至少两个电极，所述电极借助于绝缘元件而与外壳绝缘且彼此绝缘。在加热元件的外壳的内部放置有包含带电离子的内部介质。在打开的外壳的情况下，内部介质与外部介质相同，且在封闭外壳的情况下，所述内部介质与外部介质相同或不同。电极具有多边形或三维曲线横截面。电极放置在外壳中，其方式为使得电极的各自成形为指数曲线的纵轴是发散的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
加热元件(1)，其通过交流电供电以用于加热包围其的外部介质(2)，所述加热元件具有：中空主体外壳(3)，所述外壳是封闭的或具有一个或多个开口；以及至少两个电极(5)，所述电极借助于绝缘元件(4)而与所述外壳绝缘且彼此绝缘，所述加热元件的特征在于，所述加热元件的所述外壳是其中放置有包含带电离子的内部介质(6)的空腔谐振器，所述内部介质在打开外壳的情况下与所述外部介质相同，且在封闭外壳的情况下，所述内部介质与所述外部介质相同或不同；所述电极具有多边形或三维曲线横截面且它们放置在所述外壳中，其方式为使得所述电极的各自具有指数曲线的形状的纵轴(8)从彼此发散，或所述电极形成为旋转主体的护套的区段，所述电极的母线各自成形为从其旋转轴线发散的指数曲线；至多1000V振幅、1000到60000Hz的经占空因数调制的AC电压连接到所述电极，且所述AC电压的频率和振幅的所需值以及所述电极的大小以已知方式确定，以便以谐振频率操作所述加热元件的所述外壳。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.02 HU P1300697;2013.12.21 HU P13007511.加热元件(1)，其通过交流电供电以用于加热包围其的外部介质(2)，所述加热
元件具有：中空主体外壳(3)，所述外壳是封闭的或具有一个或多个开口；以及至少两
个电极(5)，所述电极借助于绝缘元件(4)而与所述外壳绝缘且彼此绝缘，所述加热
元件的特征在于，所述加热元件的所述外壳是其中放置有包含带电离子的内部介质(6)
的空腔谐振器，所述内部介质在打开外壳的情况下与所述外部介质相同，且在封闭外壳
的情况下，所述内部介质与所述外部介质相同或不同；所述电极具有多边形或三维曲线
横截面且它们放置在所述外壳中，其方式为使得所述电极的各自具有指数曲线的形状的
纵轴(8)从彼此发散，或所述电极形成为旋转主体的护套的区段，所述电极的母线各
自成形为从其旋转轴线发散的指数曲线；至多1000V振幅、1000到60000Hz的经占空
因数调制的AC电压连接到所述电极，且所述AC电压的频率和振幅的所需值以及所述
电极的大小以已知方式确定，以便以谐振频率操作所述加热元件的所述外壳。
2.根据权利要求1所述的加热元件，其特征在于，所述外部介质(2)是流体或适
当粘稠凝胶或固体材料，且所述内部介质(6)是高度导热和传热的流体或适当粘稠凝
胶或固体材料。
3.根据权利要求1或2所述的加热元件，其特征在于，所述外壳(3)是可选的旋
转主体，优选地为管子，所述外壳的材料优选地是金属、塑料或多层塑料，所述材料对
所述内部介质(6)和所述外部介质(2)具有化学抗性且具有高热导率和射频屏蔽能力。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的加热元件，其特征在于，所述绝缘元件(4)
密封地固定到所述外壳(3)且由对所述介质具有化学抗性的适当固体材料制成，且温
度参考信号传感器(20)被引导通过所述绝缘元件。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的加热元件，其特征在于，所述外壳(3)具
有圆形或多边形或肋状横截面，其中肋状物形成为波或角状齿。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的加热元件，其特征在于，所述电极(5)由
弹性的高度导电片形成，所述导电片即对所述内部介质(6)和所述外部介质(2)具有

\t化学抗性的金属。
7.热量产生器(43)，其通过交流电供电，包括控制电子器件(9)和加热元件(1)，
所述加热元件与热传递介质即外部介质(2)接触，所述加热元件具有：外壳(3)，其
形成为打开的或封闭中空主体；以及至少两个电极(5)，所述电极借助于绝缘元件(4)
而与所述外壳绝缘且彼此绝缘，所述控制电子器件包括交流电市电电源单元(10)、中
央单元(11)以及强电开关单元(12)，所述市电电源单元的功率输出端(13)连接到
所述强电开关单元，所述市电电源单元的频率输出端(14)连接到所述中央单元，且所
述强电开关单元的所述输出端(15)连接到所述加热元件，所述热量产...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·库斯瓦杰，若菲奥·库斯瓦杰，约瑟夫·博图斯，阿提拉·尤金·塞克西，
申请(专利权)人：约翰·库斯瓦杰，若菲奥·库斯瓦杰，约瑟夫·博图斯，阿提拉·尤金·塞克西，约瑟夫·福乐斯，彼得·傅兹法，拉兹洛·贡巴，亚历山大·哈慈尔，甘博·瓦勒迪，
类型：发明
国别省市：匈牙利;HU